JavaSE|Java数组解析(详解)


数组

  • 前言
    • 一、数组的概述
      • 1.数组的理解
      • 2.数组相关的概念
      • 3.数组的特点
      • 4. 数组的分类
    • 二、一维数组的使用
      • 1. 声明和初始化
      • 2. 数组元素的引用
      • 3. 如何获取数组的长度
      • 4.如何遍历数组
      • 5.数组元素的默认初始化值
      • 6.数组的内存解析
    • 三、二维数组的使用
      • 1. 声明和初始化
      • 2. 数组元素的引用
      • 3.如何获取数组的长度
      • 4.如何遍历数组
      • 5.数组元素的默认初始化值
      • 6.数组的内存解析
    • 四、Arrays工具类的使用
    • 五、数组使用中的常见异常

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一、数组的概述 1.数组的理解
数组(Array),是多个相同类型数据一定顺序排列的集合,并使用一个名字命名,并通过编号的方式对这些数据进行统一管理。
2.数组相关的概念
● 数组名
● 元素
● 角标、下标、索引
● 数组的长度:元素的个数
3.数组的特点
? 数组是有序排列的。
? 数组本身是引用数据类型,而数组中的元素可以是任何数据类型,包括基本数据类型和引用数据类型。
? 创建数组对象会在内存中开辟一整块连续的空间,而数组名中引用的是这块连续空间的首地址
? 数组的长度一旦确定,就不能修改
? Java语言中声明数组时不能指定其长度(数组中元素的数)
例如: int a[5]; //非法
4. 数组的分类
(1)按照维度:一维数组、二维数组、三维数组、…
(2)按照元素的数据类型分:基本数据类型元素的数组、引用数据类型元素的数组(即对象数组)
二、一维数组的使用 1. 声明和初始化
? 声明
格式:type var[]; type[] var;
例如:int a[]; int[] a1; double b[]; String[] c; //引用类型变量数组
【JavaSE|Java数组解析(详解)】? 初始化
(1)静态初始化(指定内容):在定义数组的同时就为数组元素分配空间并赋值。
//例1: int arr[] = new int[]{ 3, 9, 8}; 或 int[] arr = {3,9,8};

//例2: String names[] = {“李四光”,“茅以升”,“华罗庚” }

(2)动态初始化(指定长度):数组声明且为数组元素分配空间与赋值的操作分开进行。
//例1: int[] arr = new int[3]; arr[0] = 3; arr[1] = 9; arr[2] = 8;

//例2: String names[]; names = new String[3]; names[0] = “钱学森”; names[1] = “邓稼先”; names[2] = “袁隆平”;

代码演示:
//变量的声明和初始化 int num; //声明 num = 10; //初始化 int id = 1001; //声明 + 初始化//一维数组的声明和初始化 int[] ids; //声明 //1.1 静态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作同时进行 ids = new int[]{1001,1002,1003,1004}; //1.2动态初始化:数组的初始化和数组元素的赋值操作分开进行 String[] names = new String[5]; //错误的写法: //int[] arr1 = new int[]; //int[5] arr2 = new int[5]; //int[] arr3 = new int[3]{1,2, 3}; //也是正确的写法: int[] arr4 = {1,2,3,4,5}; //类型推断 //总结:数组一旦初始化完成,其长度就确定了。

2. 数组元素的引用
? 定义并用运算符new为之分配空间后,才可以引用数组中的每个元素。
? 数组元素的引用方式:数组名 [ 数组元素下标 ]
● 数组元素下标可以是整型常量或整型表达式。如a[3] , b[i] , c[6*i];
● 数组元素下标从0开始;长度为n的数组合法下标取值范围(整数): [ 0, n-1 ]
int a[] = new int[3]; 可引用的数组元素为a[0]、a[1]、a[2]
? 每个数组都有一个属性length指明它的长度,例如:a.length 指明数组a的长度(元素个数) ,且数组一旦初始化,其长度是不可变的。
代码演示:
//调用数组的指定位置的元素:通过角标的方式调用。 //数组的角标(或索引)从0开始的,到数组的长度-1结束。 String[] names = new String[5]; names[0] = "王铭"; names[1] = "王赫"; names[2] = "张学良"; names[3] = "孙居龙"; names[4] = "王宏志"; //charAt(0) names[5] = "周扬"; //错误的

3. 如何获取数组的长度
//属性:length String[] names = new String[5]; System.out.println(names.length); //5

4.如何遍历数组
String[] names = new String[5];

? 方式一(不采取):
System.out.println(names[0]); System.out.println(names[1]); System.out.println(names[2]); System.out.println(names[3]); System.out.println(names[4]);

? 方式二(推荐):
for(int i = 0; i < names.length; i++){ System.out.println(names[i]); }

5.数组元素的默认初始化值
? 数组是引用类型,它的元素相当于类的成员变量,因此数组一经分配空间,其中的每个元素也被按照成员变量同样的方式被隐式初始化。例如:
public class Test { public static void main(String argv[]){ int a[]= new int[5]; System.out.println(a[3]); //a[3]的默认值为0 } }

? 对于基本数据类型而言,默认初始化值各有不同;对于引用数据类型而言,默认初始化值为null(注意与0不同)
数组元素类型 元素默认初始值
byte 0
short 0
int 0
long 0L
float 0.0F
double 0.0
char 0 或写为:’\u0000’(表现为空)
boolean false
引用类型 null
(1) 数组元素是整型:0
int[] arr = new int[4]; for(int i = 0; i < arr.length; i++){ System.out.print(arr[i]+"/t"); }//output:0000short[] arr1 = new short[4]; for(int i = 0; i < arr1.length; i++){ System.out.println(arr1[i]+"\t"); } //output:0000

(2) 数组元素是浮点型:0.0
float[] arr2 = new float[5]; for(int i = 0; i < arr2.length; i++){ System.out.println(arr2[i]+"\t"); } //out:0.00.00.00.0

(3) 数组元素是char型:0或’\u0000’,而非’0’
char[] arr3 = new char[4]; for(int i = 0; i < arr3.length; i++){ System.out.println("----" + arr3[i] + "****"); }if(arr3[0] == 0){ System.out.println("你好!"); } /*output: ---- **** ---- **** ---- **** ---- **** 你好! */

(4) 数组元素是boolean型:false
boolean[] arr4 = new boolean[5]; System.out.println(arr4[0]); //output:false

(5) 数组元素是引用数据类型:null
String[] arr5 = new String[5]; System.out.println(arr5[0]); if(arr5[0] == null){ System.out.println("北京天气不错!"); } /*output: null 北京天气不错! */

6.数组的内存解析
创建基本数据类型数组 (1)
● Java中使用关键字new来创 建数组
● 如下是创建基本数据类型元素的一维数组
public class Test{ public static void main(String args[]){ int[] s; s = new int[10]; for ( int i=0; i<10; i++ ) { s[i] =2*i+1; System.out.println(s[i]); } } }

int[] s; 所处的内存状态:
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创建基本数据类型数组 (2)
public class Test{ public static void main(String args[]){ int[] s; s = new int[10]; //int[] s=new int[10]; //基本数据类型数组在显式赋值之前, //Java会自动给他们赋默认值。 for ( int i=0; i<10; i++ ) { s[i] =2*i+1; System.out.println(s[i]); } } }

s = new int[10]; 所处的内存状态:
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创建基本数据类型数组 (3)
public class Test{ public static void main(String args[]){ int[] s; s = new int[10]; for ( int i=0; i<10; i++ ) { s[i] =2*i+1; System.out.println(s[i]); } } }

s[i] =2*i+1; 所处的内存状态:
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内存解析:
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三、二维数组的使用
对于二维数组的理解,我们可以看成是一维数组array1又作为另一个一维数组array2的元素而存在。从数组底层的运行机制来看,其实没有多维数组
1. 声明和初始化
? 初始化
● 静态初始化(指定内容)
格式1:int[][] arr = new int[][]{{3,8,2},{2,7},{9,0,1,6}};
解析:
  1. 定义一个名称为arr的二维数组,二维数组中有三个一维数组。
  2. 每一个一维数组中具体元素也都已初始化 。
  3. 第一个一维数组 arr[0] = {3,8,2};
  4. 第二个一维数组 arr[1] = {2,7};
  5. 第三个一维数组 arr[2] = {9,0,1,6};
  6. 第三个一维数组的长度表示方式:arr[2].length;
  7. 注意特殊写法情况:int[] x,y[]; x是一维数组,y是二维数组。
  8. Java中多维数组不必都是规则矩阵形式
● 动态初始化(指定长度)
格式2:int[ ][ ] arr = new int[3][2];
解析:
  1. 定义了名称为arr的二维数组。
  2. 二维数组中有3个一维数组。
  3. 每一个一维数组中有2个元素。
  4. 一维数组的名称分别为arr[0], arr[1]
  5. arr[2] 给第一个一维数组1脚标位赋值为78写法是:arr[0][1] = 78;
格式3:int[][] arr = new int[3][];
解析
  1. 二维数组中有3个一维数组。
  2. 每个一维数组都是默认初始化值null (注意:区别于格式1)
  3. 可以对这个三个一维数组分别进行初始化
    arr[0] = new int[3]; arr[1] = new int[1]; arr[2] = new int[2];
  4. 注: int[][]arr = new int[][3]; //非法
代码演示:
int[] arr = new int[]{1,2,3}; //一维数组//静态初始化 int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; //动态初始化1 String[][] arr2 = new String[3][2]; //动态初始化2 String[][] arr3 = new String[3][]; //错误的情况 //String[][] arr4 = new String[][4]; //String[4][3] arr5 = new String[][]; //int[][] arr6 = new int[4][3]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; //也是正确的写法: int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}; int[] arr5[] = {{1,2,3},{4,5},{6,7,8}};

2. 数组元素的引用
代码演示:
int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5},{6,7,8}}; String[][] arr2 = new String[3][2]; System.out.println(arr1[0][1]); //2 System.out.println(arr2[1][1]); //nullString[][] arr3 = new String[3][]; arr3[1] = new String[4]; System.out.println(arr3[1][0]); //null

3.如何获取数组的长度
代码演示:
int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}; System.out.println(arr4.length); //3 System.out.println(arr4[0].length); //3 System.out.println(arr4[1].length); //4

4.如何遍历数组
代码演示:
int[] arr4[] = new int[][]{{1,2,3},{4,5,9,10},{6,7,8}}; for(int i = 0; i < arr4.length; i++){ for(int j = 0; j < arr4[i].length; j++){ System.out.print(arr4[i][j] + ""); } }

5.数组元素的默认初始化值
规定:二维数组分为外层数组的元素,内层数组的元素
例:int[][] arr = new int[4][3];
外层元素:arr[0],arr[1]
内层元素:arr[0][0],arr[1][2]
(1)针对于初始化格式2:比如:int[][] arr = new int[4][3];
外层元素的初始化值为:地址值
内层元素的初始化值为:与一维数组初始化情况相同。
(2)针对于初始化格式3:比如:int[][] arr = new int[4][];
外层元素的初始化值为:null
内层元素的初始化值为:不能调用,否则报错。
代码演示:
int[][] arr = new int[4][3]; System.out.println(arr); //[[I@6d06d69c System.out.println(arr[0]); //[I@15db9742 System.out.println(arr[0][0]); //0float[][] arr1 = new float[4][3]; System.out.println(arr1[0]); //[F@4554617c System.out.println(arr1[0][0]); //0.0String[][] arr2 = new String[4][2]; System.out.println(arr2[1]); //[Ljava.lang.String; @74a14482 System.out.println(arr2[1][1]); //nulldouble[][] arr3 = new double[4][]; System.out.println(arr3[1]); //null //System.out.println(arr3[1][0]); //报错

6.数组的内存解析
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四、Arrays工具类的使用
java.util.Arrays类即为操作数组的工具类,包含了用来操作数组(比如排序和搜索)的各种方法。
number method function
1 boolean equals(int[] a,int[] b) 判断两个数组是否相等
2 String toString(int[] a) 输出数组信息
3 void fill(int[] a,int val) 将指定值填充到数组之中
4 void sort(int[] a) 对数组进行排序
5 int binarySearch(int[] a,int key) 对排序后的数组进行二分法检索指定的值
例:数组排序:
java.util.Arrays类的sort()方法提供了数组元素排序功能
import java.util.Arrays; public class SortTest { public static void main(String[] args) { int [] numbers = {5,900,1,5,77,30,64,700}; Arrays.sort(numbers); for(int i = 0; i < numbers.length; i++){ System.out.println(numbers[i]); } } }

五、数组使用中的常见异常 1.数组脚标越界异常(ArrayIndexOutOfBoundsException)
访问到了数组中的不存在的脚标时发生。
int[] arr = new int[2]; //System.out.println(arr[2]); //System.out.println(arr[-1]);

2.空指针异常(NullPointerException)
引用没有指向实体,却在操作实体中的元素时。
//情况一: int[] arr1 = new int[]{1,2,3}; arr1 = null; //System.out.println(arr1[0]); //情况二: int[][] arr2 = new int[4][]; //System.out.println(arr2[0][0]); //情况三: String[] arr3 = new String[]{"AA","BB","CC"}; arr3[0] = null; //System.out.println(arr3[0].toString());

以上两种异常,在编译时均不报错!

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